溶胶-凝胶法制备LaNiO3薄膜及其电学性能研究

采用溶胶-凝胶法在SiO2/Si衬底上制备了LaNiO3薄膜,并通过改变退火温度和薄膜厚度对其微结构和电学性能进行了表征测试.X射线衍射(XRD)和电阻率测试结果表明,随着退火温度和厚度的增加,LaNiO3薄膜的结晶质量明显提高,薄膜电阻率也逐渐下降.当退火温度为800℃时,厚度为630 nm的LaNiO3薄膜电阻率最小,达到了1.37 mQ·cm.此外,利用LaNiO3薄膜作为下电极制备的2; Nb-Pb(Zr06Ti0.4)O3薄膜呈良好的钙钛矿相结构,且经过1010铁电循环测试周期以后,2; Nb-Pb(Zr06Ti0.4)O3薄膜的铁电性能未出现明显下降,表明该LaNiO3薄膜是生长PNZT铁电薄膜的优良下电极材料.     

溶胶-凝胶法制备PbZr0.52Ti0.48O3铁电薄膜及其光伏特性的研究

使用溶胶-凝胶法在石英玻璃基片上制备了PZT铁电薄膜,通过控制热处理工艺,制备出致密且均匀的PZT铁电薄膜.通过获得高的剩余极化强度,提高PZT膜层的内建电场,从而提高PZT铁电薄膜的光电转化效率.经过500℃高温热处理1h后不仅提高了PZT的结晶度,同时提高了PZT的致密度,PZT薄膜经过电场的极化,可以获得剩余极化强度为17 μc/cm2.紫外光照射下的光电流稳定.     

PVDF薄膜铁电性能的调控研究

近年米,随着微机电系统(MEMS)地不断发展,对微型材料的柔性、可加工性以及电活性提出了更高的要求.PVDF作为优秀的柔性铁电材料而备受关注.为提高柔性PVDF薄膜的铁电性能,研究同时使用了三种方法:(1)在分子链中引入TrFE;(2)在溶液体系中掺杂低浓度的BaTiO3;(3)对薄膜使用热拉伸方法.考察了BaTiO3掺杂浓度和热拉伸温度对铁电性能的影响.结果 表明:三种方法均能有效提高PVDF的铁电性能;在三种方法的共同作用下,薄膜的剩余极化强度到达了19.8 μC/cm2.钛酸钡掺杂浓度过低会使整个体系无法形成致密结构,掺杂浓度过高会形成团簇,导致薄膜的缺陷增多,适当的掺杂浓度可以有效提高薄膜的铁电性能.此外,使用适当的拉伸温度使偶极子活动能力增强,增加铁电相的含量.通过三种方法对薄膜的铁电性进行优化,为有机柔性材料的电活性调控提供了一个可行思路.     

快速退火对PZT铁电薄膜结构的影响

采用射频磁控溅射方法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出(PZT)铁电薄膜,在550℃、600℃、650℃、700℃几个温度下对薄膜进行了快速退火热处理,并在退火处理后用X射线衍射、原子力显微镜和热释电系数测试系统研究了PZT铁电薄膜的薄膜结构、表面形貌及热释电性能.在650℃快速退火后,PZT铁电薄膜已经形成较好的钙钛矿相结构,并获得了较好的热释电性能,热释电系数达到1.5×10-8C·cm-2·k-1.     

Nd掺杂对磁控溅射Bi4-xNdxTi3O12铁电薄膜结构和性能的影响

采用磁控溅射工艺在p-Si衬底上制备了Bi4-xNdxTi3O12铁电薄膜,研究了Nd掺杂对Bi4-xNdxTi3O12薄膜微观结构、介电和铁电性能的影响.结果表明,Nd掺杂并未改变薄膜的晶格对称性,仍然保持Bi层状钙钛矿结构,但能在一定程度上抑制晶粒的生长,使薄膜的晶粒更加细小、均匀,同时能明显改善薄膜的介电、铁电性能.Nd掺杂量x=0.30 ～0.40时,Bi4-xNdxTi3O12薄膜的综合性能较好,其介电常数εr＞250,介电损耗tanδ ＜0.1,剩余极化Pr=20.6 μC/cm2,Ec＜ 150 kV/cm.Ag/Bi4-xNdxTi3O12/p-Si异质结顺时针回滞的C-V曲线表明该异质结可实现极化存储,其记忆窗口达1.6V.但掺杂量不宜过多,当Nd掺杂量达到0.45以后,薄膜的介电、铁电性能反而有所下降.     

0-3型PLZT/IPN压电复合材料制备和电性能研究

采用溶胶-凝胶法确定镧改性锆钛酸铅(PLZT)凝胶粉体的制备工艺流程,采用TG-DTA热分析确定了凝胶粉体的热处理工艺,获得粉体颗粒尺寸分布均匀,最小颗粒尺度可达到纳米级的PLZT陶瓷粉体。研究了La掺杂浓度和预烧温度对粉体晶型转变和陶瓷性能的影响。确定较佳的掺杂浓度为2 wt%,较佳的预烧温度为700~870℃。在此基础上,采用溶液混合法制备了0-3型PLZT/互穿聚合物(IPN)压电复合材料,考察了复合材料的形貌以及频率对PLZT介电性能的影响。结果表明,粉体在复合体系中保持良好的分散状态,分布较为均匀,孔隙较少;La的掺杂浓度增加,陶瓷相的介电常数和介电损耗增加;而复合后体系的介电常数和介电损耗均有所降低。     

La、Nb掺杂对Bi4Ti3O12薄膜介电性能和C-V特性的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备了Bi4-xLaxTi3O12和Bi4Ti3-yNbyO12铁电薄膜,研究了La、Nb掺杂对薄膜介电性能和C-V特性的影响.研究表明,在x<0.75、y<0.06范围内,随La、Nb掺杂量的增加, Bi4-xLaxTi3O12和Bi4Ti3-yNbyO12薄膜的介电常数和C-V特性曲线回滞窗口增大,介电损耗和漏电流密度减小.x>0.5时,Bi4-xLaxTi3O12薄膜可获得大于1.8 V的C-V回滞窗口,且经1010极化开关后其回滞窗口的减小未超过6;;而Nb掺杂对增大Bi4Ti3-yNbyO12薄膜C-V回滞窗口的作用更加明显,但经1010极化开关后,其回滞窗口的减小较为明显,并出现一定平移.     

PLZT纳米薄膜的制备及其特性研究

经溶胶-凝胶法制备出PLZT纳米多层膜,采用热重-差热、X射线衍射、拉曼光谱、SEM等对目标产物进行性能和微结构分析.结果表明:在 700℃下保温30min,得到粒径约为50～70nm钙钛矿结构的PLZT纳米薄膜,随Zr含量增大粒径变小,且由三方相向四方相转变.     

光照对BiFe0.95Mn0.05O3薄膜铁电和输运性质的影响

采用溶胶-凝胶法在Pt(111)/ Ti/ SiO2/ Si(001)基片上制备了BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)薄膜,并构架了Pt/ SrRuO3/ BFMO/ Pt型电容器.X射线衍射(XRD)分析发现在650℃快速退火可以得到良好结晶质量的多晶薄膜.紫光入射到薄膜表面,电滞回线发生变化,这是由于光照在薄膜内部产生的光生载流子影响了退极化场的分布.研究表明,在紫光照射下,薄膜的漏电流密度变大,电导由5.1×10-7 S增大到6.63×10-7S.通过对暗电流密度的拟合发现,BFMO薄膜为欧姆导电机制.     

氧化钽薄膜的结构、成份和介电性能研究

采用直流磁控反应溅射技术制备氧化钽薄膜,重点研究了溅射气体中Ar:O2比例和退火温度对样品的结构.成份和介电性能的影响.XRD、XPS和介电谱分析表明:Ar:O2比例对薄膜的结晶性能和薄膜中O/Ta原子比有较大影响,但对薄膜的介电性能没有明显的影响.900℃退火后,XRD谱中出现明显的β-Ta2O5(001)和(200)衍射峰;介电损耗谱表明介质的损耗是由微弱的电导产生的,漏电电流在损耗中占主导地位.